第次课平面机构及运动简图详解.ppt

第八章 平面机构及运动简图 机器和仪器： 机械结构部分（必不可少） 电路部分 控制部分 光学部分 机械结构中，有一部分要实现某种确定的运动，如移动、转动或更复杂的运动，从而实现某种功能。（如游标卡尺） 平面机构 第一节 机构及其组成 1 、零件（独立制造单元） 零件是独立加工制造的实体，是构成机械结构的最小单元。螺钉、螺母、单个齿轮、轴。 2 、构件（独立运动单元） 把若干个零件刚性地联接在一起，彼此不作任何相对运动，作为一个刚性整体进行工作，这种刚性组合体称为构件。 3 、机构 由若干构件组成，各构件之间具有确定的相对运动关系的组合体称为机构。 零件 －独立的制造单元 构件 －独立的运动单元 内燃机：连杆、齿轮、凸轮、进气阀、排气阀等组成。 套筒 连杆体 螺栓 垫圈 螺母 轴瓦 连杆盖 第二节 运动副及其分类 a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 运动副元素—直接接触的部分（点、线、面） 例如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。 定义：运动副—两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。 三个条件，缺一不可 运动副按接触特性分类： 1、低副 两构件通过面接触组成的运动副。平面机构中的低副有转动副和移动副。图 2、高副 两构件通过点或线接触组成的运动副。平面机构中的高副有凸轮副、齿轮副。图 第三节 平面机构运动简图 平面机构运动简图中运动副的表示： 平面机构运动简图中构件的表示： 参与组成两个转动副构件 机构中的构件可分为三类： 若干 1个或几个 1个 机构的组成： 机构＝机架＋原动件＋从动件 原（主）动件：按给定运动规律运动的构件。 固定件（机架）：作为参考系的构件。如机床床身、 从动件：其余可动构件。 车辆底盘、 飞机机身。 1.运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目； 4.检验机构是否满足运动确定的条件。 2.测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面）， 绘制示意图。 3.按比例绘制运动简图。 简图比例尺： μl =实际尺寸 m / 图上长度mm 步骤： 绘制机构运动简图 思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。 例 平面机构的自由度 定义：保证机构具有确定运动时所必须给定的 独立运动参数称为机构的自由度。 原动件：能独立运动的构件。 ∵一个原动件只能提供一个独立参数 ∴机构具有确定运动的条件为： 自由度＝原动件数 一、 平面机构自由度的计算公式 作平面运动的刚体在空间的位置需要三个独立的参数（x，y, θ）才能唯一确定。 y x θ (x , y) F = 3 单个自由构件的自由度为 3 自由构 件的自 由度数 运动副 自由度数 约束数 回转副 1（θ） + 2（x，y） = 3 y x 1 2 S y x 1 2 x y 1 2 R=2, F=1 R=2, F=1 R=1, F=2 结论：构件自由度＝3－约束数 移动副 1（x） + 2（y，θ）= 3 高 副 2（x,θ） + 1（y） = 3 θ 经运动副相联后，构件自由度会有变化： ＝自由构件的自由度数－约束数 约束，自由度 活动构件数 n 计算公式： F=3n－(2PL +Ph ) 要求：记住上述公式，并能熟练应用。 构件总自由度 低副约束数 高副约束数 3×n 2 × PL 1 × Ph ①计算曲柄滑块机构的自由度。 解：活动构件数n= 3 低副数PL= 4 F=3n － 2PL － PH =3×3 － 2×4 =1 高副数PH= 0 S3 1 2 3 推广到一般： ②计算五杆铰链机构的自由度 解：活动构件数n= 4 低副数PL= 5 F=3n － 2PL － PH =3×4 － 2×5 =2 高副数PH= 0 1 2 3 4 θ1 ③计算图示凸轮机构的自由度。 解：活动构件数n= 2 低副数PL= 2 F=3n － 2PL － PH =3×2 －2×2－1 =1 高副数PH= 1 1 2 3 1.复合铰链 －－两个以上的构件在同一处以转动副相联。 计算：m个构件, 有m－1转动副。 两个低副 二、计算平面机构自由度的注意事项 在B、C、D、E四处应各有 2 个运动副。 ④计算图示圆盘锯机构的自由度。 解：活动构件数n=7 低副数PL= 10 F=3n － 2PL － PH